基于自平衡的昆明新机场土石方调配设计

  本文关键词：大型水电工程土石方调配系统分析及其优化调配模型，由笔耕文化传播整理发布。

5 土石方调配设计 5.1 土石方工程量的修正

地基处理、管线出土、土石方施工等因素会对参与调配的土石方工程量产生一定影响。因此，4.4节中计算得出的土石方工程量需要考虑下列影响因素进行修正：

填方量修正内容为：填方区原地面碾压沉降（按5cm计）增加填方400,693m3；强夯法处理地基引起夯沉而增加填方568,033m3；高填方填筑引起的施工期原地面沉降而增加填方1,072,260m3。

挖方量修正内容为：道槽挖方区超挖50cm，回填石料作为褥垫层，超挖回填量629,687m3；其他挖方区超挖26cm，回填草皮土，超挖回填量1,357,025m3；货运通道、综合管廊、排水沟及其他各种管线开挖出土约50万方。

综合考虑上述因素，全场参与调配的土石方工程量为：总挖方10714万方，总填方10536万方。

5.2 功能分区的填料及其控制指标

针对不同的功能分区有差别的选用的填料，即“料尽其用”是昆明新机场土石方调配设计的一大特点。新机场土石方填筑涉及的功能分区有：飞行区道槽区、飞行区土面区、边坡区、围场路、南工作区、规划第二航站区等。土石方调配过程中针对不同的功能分区采用不同种类的填料，尽量把石料等好料用于填筑设计要求较高的飞行区道槽区、边坡区。不同功能分区采用的填料种类及压实度控制标准详见表5.2。

注：表中H为填筑体高度。

5.3 填挖比对土石方调配的影响

典型的土石方调配包括挖方、运输、填筑等三个阶段，即：天然状态的填料（自然方）经过开挖或爆破等方法施工取用，运输到调配设计指定的填筑区域，采用强夯、振动碾压、冲击碾压等压实功法达到满足设计要求的填筑方（压实方）。由于不同填料的可松、可爆以及压实性能存在差异，，每一个单位的天然方可用于填筑的压实方量也有差异，设计中将这种差异用填挖比来描述。

填挖比（K）受填料的天然干密度（?d）、击实试验的最大干密度（?dmax）以及压实度或固体体积率（Cd）等影响，有如下的换算公式：

K?

?d

(Cd??dmax)

根据击实试验、设计压实度（固体体积率）等相关资料计算得到不同种类填料的填挖比详见表5.3。

表5.3 填料的填挖比

5.4 土石方调配设计中对施工因素的考虑 5.4.1 施工标段的划分

鉴于昆明新机场项目具有超大规模土石方工程量（填、挖总量超2亿方）且

施工工期紧等特点，土石方标段的划分显得尤为重要：标段数太少，则施工进度压力增大，施工质量很难保证；标段数太多，则施工管理以及施工协调工作量必然增加，容易引起推诿扯皮。经过施工进度计划、施工技术水平、施工机械、施工道路系统布置等诸多因素综合考虑，将南工作区的土石方施工划分为4个标段，飞行区的土石方施工划分为10个标段。

5.4.2 草皮土零排放

土石方施工的第一道工序就是清理草皮土，最后一道工序才是土面区覆盖草皮土，处理不好的话很有可能造成多次倒运，施工造价难以控制。结合昆明新机场南工作区的规划，我们选定沾昆铁路线以南原地形较低的苗圃基地作为草皮土集中堆放区域，这样就避免了草皮土的无序堆放甚至是向场外废弃。

5.4.3 预留石料用作建材

场区内横山挖方区以碳酸盐类石料为主，经评估是可以用作道面、排水沟、道路、航站楼、工作区等工程的优质石料，这也有利于降低工程的材料造价。经过测算，需要预留约300万方石料用于建筑材料。

6 结论

经过2年多时间的紧张施工，昆明新机场项目土石方工程已经顺利通过竣工验收，指挥长在竣工验收会上作如是评价：“完美的土石方自身平衡工程、最大的机场土石方填筑工程、良好的水土保持工程。”

这也充分证明了以全场土石方平衡为基本原则，充分考虑飞行区道槽区、边坡区、土面区、围场路、南工作区、规划第二航站区等功能分区需求进行针对性的地势设计及填料调配的设计方法可以将粘性土、红粘土、碎屑岩风化土料、碎屑岩、碳酸盐类石料、草皮土等多种填料与上述功能分区有机结合，填料的利用效率达到最大化，做到了“料尽其用”。这也有助于实现“资源节约型、环境友好型、科技型、人性化”的“绿色昆明新机场”的建设目标。

施工可操作性、各种填料的填挖比、原地面碾压沉降、强夯法处理地基引起的夯沉量、高填方引起的施工期原地面沉降、挖方区的超挖回填、管线开挖出土等具有山区高填方机场特色的诸多影响因素的综合考虑也为全场土石方平衡的实现奠定了坚实的基础。同时草皮土的“零排放”以及优质石料预留作为建筑材

料也是昆明新机场项目土石方工程的亮点和特色。希望本文能对山区高填方机场的土石方调配设计有所帮助。 参考文献

[1] 曹生荣 ，王先甲，申明亮. 大型水电工程土石方调配系统分析及其优化调配模型[J].中国工程科学，2003.5（7）：72～76；

[2] 周厚贵 ，曹生荣，申明亮. 土石方调配研究现状及发展方向[J].土木工程学报，2009.42（2）：131～138。

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